高考化学十五 物质结构与性质 详解版五年（2018-2022）真题训练

专题十五物质结构与性质

悟考点

1.分子的空间结构、中心原子杂化方式判断

中心原子

价层电子对数连接原子数杂化方式VSEPR模型分子形状

孤电子对数

2O2SP直线形直线形

O3平面三角形

3sP2平面三角形

12V形

O4四面体形

413SPJ四面体形三角锥形

22V形

UUfTrl4,也、加晶胞M晶胞

晶体密度的计算一=市T加

2.晶胞有关计算,

空间利用率的计算：空间利用率=詈X100%

V晶一

考点1电池材料类

1.[河北2022∙l7,15分]含Cu、Zn>Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS),是一

种低价、无污染的绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：

(1)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为。

(2)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是,原因是

______________________________________________________________________________________________________O

(3)SnCI3一的几何构型为，其中心离子杂化方式为。

(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，下

列物质中，属于顺磁性物质的是(填标号)。

A.[Cu(NH3)2JClB.[Cu(NH3)4JSO4

C.[Zn(NH3)4JSO4D.Na2IZn(OH)4J

(5)如图是硫的四种含氧酸根的结构：

ABCD

根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将Md+转化为MnoJ的是(填标号)。理

由是。

2.［全国I∏2019∙35,15分］磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳

定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4,LiCl和苯胺

等作为原料制备。回答下列问题：

(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是,该元素基态原子核外M

层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。

(2)Feel3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为

,其中Fe的配位数为。

(3)苯胺(O^NH2)的晶体类型是。苯胺与甲苯(Oμ^cfi3)的相对分子质量相近,

但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4°C)分别高于甲苯的熔点(一95.0℃)、沸点(110.6℃),原

因是。

(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是;P的杂化轨道与O的2p轨道形成

______键。

(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：

焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：

。磷原子

0氧原子

焦磷酸根离子三磷酸根离子

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(用n代表P原子数)。

3.［全国I2020∙35,15分IGoodenough等人因在锂离子电池及钻酸锂、磷酸铁锂等正极

材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：

(1)基态Fe?+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为«

(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能⑺)如表所示"(Li)>∕∣(Na),原因是。

∕ι(Be)>∕∣(B)>∕∣(Li),原因是

,

∕1∕(kJ∙mol^)

LiBeB

520900801

NaMgAl

496738578

(3)磷酸根离子的空间构型为,其中P的价层电子对数为、杂化轨道类型为

(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如图甲所示。其中0围绕Fe和P分别形成正八面体和正

四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePo4的单元数有

________个。

丙

FePO4j

电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+,形成LilrFePC结构示意图如图乙所示，则X=

,w(Fe2+)：n(Fe3+)=.

4.［全国II2020∙35,15分］钙钛矿(CaTio3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感

器、固体电阻器等的功能材料。回答下列问题：

(1)基态Ti原子的核外电子排布式为c

(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiFit熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiL熔点

依次升高，原因是O

化合物

TiF4TiCl4TiBr4TiI4

熔点/℃377-24.1238.3155

(3)CaTiO3的晶胞如图甲所示，其组成元素的电负性大小顺序是;金属离子与氧

离子间的作用力为,Ca?+的配位数是o

(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb?+,I和有机碱离子CH3NH3

,,其晶胞如图乙所示。其中Pb?'与图甲中的空间位置相同，有机碱CH3NH3'中，N原子的

杂化轨道类型是；若晶胞参数为anm,则晶体密度为g∙cn√3(列出计算式)。

甲

(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低

了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土错(EU)盐，提升了太阳能电

池的效率和使用寿命，其作用原理如图丙所示，用离子方程式表示该原理

丙

5.［全国I2O18∙35,15分］Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而

轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用，回答下列问题：

(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为(填标号)。

Eθ□□□□0[S□□

Is2s2p,t2py2pzIs2s2px2pγ2p2

AB

□E0□□θ□□□□

1s2s2px2py2p.Is2s2p*2p>2p:

CD

(2)Lj与H-具有相同的电子构型,《Li+)小于r(lΓ),原因是。

(3)LiAIH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlM中的阴离子空间构型是—，中心原子的

杂化形式为一，LiAlH4中，存在—(填标号)。

A.离子键B.σ键C.兀键D.氢键

(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图甲的Born—Haber循环计算得到。

2Li+(g)+02"(g)------------------->Li2θ(晶体)

|1040kj∙mol^'1703kJ∙moΓ'

2Li(g)0(g)・Li

↑318kJ∙mol^'1249kJ∙moΓl,OO

111-598kJ∙moΓ'

2Li(晶体)+yθ2(g)--------------------------

甲

可知，Li原子的第一电离能为kJ∙mol',0^=0键键能为kJmoΓl,

Li2O晶格能为kJ∙mol>o

(5)Li2θ具有反萤石结构，晶胞如图乙所示。已知晶胞参数为0.4665nm,阿伏加德罗常

数的值为NA,则Li2O的密度为g∙cπΓ3(列出计算式)。

考点2光电材料类

1.［广东2022∙20,14分］硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领

域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AlE)效应以来，AIE在发光材料、生物医

学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子IV的合成路线如下：

(I)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为

(2)HzSe的沸点低于H2O,其原因是______________________________________________

(3)关于I〜In三种反应物，下列说法正确的有(填序号)。

A.I中仅有σ键

B.I中的Se-Se键为非极性共价键

C.II易溶于水

D.∏中原子的杂化轨道类型只有SP与sp2

E.I〜In含有的元素中，O电负性最大

(4)IV中具有孤对电子的原子有o

(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4H2SeO3(填“>"或“<”)。研究发现，给小

鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属钝引起的中毒。SeO42的立体构型为。

(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，

该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料

之一，其晶胞结构如图甲，沿x、y、Z轴方向的投影均为图乙。

甲乙

①X的化学式为。

②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为"gym、，则X中相邻κ之间的最短距离为

nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。

2.［福建2021∙14,10分］类石墨相氮化碳(g—C3N4)作为一种新型光催化材料，在光解水

产氢等领域具有广阔的应用前景，研究表明，非金属掺杂(0、S等)能提高其光催化活性。g-

C3N4具有和石墨相似的层状结构，其中一种二维平面结构如图所示。

回答下列问题：

(1)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为。

⑵N、0、S的第一电离能(∕ι)大小为∕ι(N)>∕ι(O)>∕∣(S),原因是

(3)g—C3N4晶体中存在的微粒间作用力有(填标号)。

a.非极性键b.金属键

c.兀键d.范德华力

(4)g—C3N4中，C原子的杂化轨道类型为,N原子的配位数为O

(5)每个基本结构单元(图中实线圈部分)中两个N原子(图中虚线圈所示)被O原子代替，

形成O掺杂的g-C3N4(OPCN)oOPCN的化学式为。

3.［湖南2021∙18,15分］硅、错(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问

题：

⑴基态硅原子最外层的电子排布图为，晶体硅和碳化硅熔点较高的是

(填化学式)；

(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4O

SiX4的熔沸点

SiF4SiCI4SiBr4SiI4

熔点/K183.0203.2278.6393.7

沸点/K187.2330.8427.2560.7

①OC时，SiF4、SiCl4、SiBr4、S山呈液态的是(填化学式)，沸点依次升高的原

因是,气

态SiX4分子的空间构型是;

②SiCI4与N一甲基咪∣⅛(H3C-Nyιi)反应可以得到M2+,其结构如图所示：

HLC旻◎—CH「

CH

h∙,c-pOcfwiɔ-3

N一甲基咪嘤分子中碳原子的杂化轨道类型为,H、C、N的电负性由大到小的

顺序为,1个M2+中含有个σ键；

(3)如图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。

①已知化合物中Ge和O的原子个数比为1：4,图中Z表示原子(填元素符号),

该化合物的化学式为;

②已知该晶胞的晶胞参数分别为αnm、bnmʌcnm,α=夕=尸90。，则该晶体的密度P

=g∙cm3(设阿伏加德罗常数的值为NA,用含a、b、c、NA的代数式表示)。

4.［河北202E7,15分JKHZPCU晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制

备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：

(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是

(填离子符号)。

(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+上表示，与之相反的

用一义表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数

和为o

(3)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ∙mo∣F)如下表:

N-NN=NP-PP=P

193946197489

从能量角度看，氮以N2、而白磷以P«结构式可表示为PSP)形式存在的原因是

(4)已知KFhPCh是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为,其中P采取杂

化方式。

3-

(5)与PO4电子总数相同的等电子体的分子式为。

(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：

OOO

IlL___IlL___Il-2H,0

HO-P-OH+H()4-PI-0≡H-+HOt-P-OH-------→

I

OHOHOH

OOO

IlIlIl

HO--P-O-P-O-P-OH

OHOHOH

如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为。

(7)分别用O、•表示H2POJ和K*,KH2PO4晶体的四方晶胞如图甲所示，图乙、图丙分

别显示的是H2PO4-、κ+在晶胞XZ面、yz面上的位置:

①若晶胞底边的边长均为“pm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为

g∙CTrΓ3(写出表达式)。

②晶胞在X轴方向的投影图为(填序号).

考点3热电材料、超导材料类

1.［山东2020∙17,12分］CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：

(I)Sn为IVA族元素,单质Sn与干燥Cb反应生成SnCLt。常温常压下SnCI4为无色液体,

SnCl4空间构型为，其固体的晶体类型为.

(2)NH3、PH3、Asfh的沸点由高到低的顺序为(填化学式，下同),

还原性由强到弱的顺序为,键角由大到小的顺序为

(3)

甲

含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为

螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图甲所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键

有mol,该螯合物中N的杂化方式有种。

(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数

坐标。四方晶系CdSnAS2的晶胞结构如图乙所示，晶胞棱边夹角均为90。，晶胞中部分原子

的分数坐标如表所示。

乙

坐标

原子、Xyz

Cd000

Sn000.5

As0.250.250.125

一个晶胞中有个Sn,找出距离Cd(O,0,0)最近的Sn(用分数坐标表

示)。CdSnAS2晶体中与单个Sn键合的AS有个。

2.［全国∏2019∙35,15分］近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,

其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。回答下列问题：

(1)元素AS与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为,其沸点比NH3

的(填“高”或“低”)，其判断理由是。

(2)Fe成为阳离子时首先失去轨道电子，Sm的价层电子排布式为4F6s2,Sml"

价层电子排布式为o

(3)比较离子半径：FCPI填“大于”“等于”或“小于”)。

(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图甲所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如

图乙所示。

图中F-和02-共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用X和I-X代表，则

该化合物的化学式表示为;通过测定密度。和晶胞参数，可以计算该物质

的X值，完成它们关系表达式："=gem3。

以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,

例如图甲中原子1的坐标为&ɪ,£),则原子2和3的坐标分别为、。

考点4金属、非金属及其化合物类

1.［全国乙2022∙35,15分］卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。

回答下列问题：

(I)氟原子激发态的电子排布式有,其中能量较高的是o(填标号)

a.ls22s22p43slb.Is22s22p43d2

c.Is22sl2p5d.Is22s22p33p2

(2)①一氯乙烯(C2H3CI)分子中，C的一个杂化轨道与Cl的3p1轨道形成C-

Cl键，并且Cl的3p：轨道与C的2p?轨道形成3中心4电子的大π键(口与。

②一氯乙烷(C2H5CI)、一氯乙烯(C2H3CI)、一氯乙烘(CzHCl)分子中，C—Cl键长的顺序是

，理由：(i)C的杂化轨道中S成分越多，形成的C-CI键越强；

(iɪ)«

(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为

。解释X的熔点比Y高的原因o

(4)a—AgI晶体中「离子作体心立方堆积(如图所示),Ag+主要分布在由Γ构成的四面体、

八面体等空隙中。在电场作用下，Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，a-Agl

晶体在电池中可作为

已知阿伏加德罗常数为NA,则a—AgI晶体的摩尔体积Vm=m3∙moL(列出算

式)。

2.［海南2021∙19,14分］金属跋基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是

锦的一种简单跋基配位化合物，其结构示意图如图。

回答问题:

(1)基态镒原子的价层电子排布式为O

(2)配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5

中镐原子的配位数为o

(3)第一电离能的大小：C0(填“大于”或“小于”)»

(4)Co32-中碳原子的杂化轨道类型是,写出一种与CO32-具有相同空间结构的

价无机酸根离子的化学式：。

(5)CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO»中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2

反应可用于制备CH3L反应前后镒的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为

(6)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要

原因是.

以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。在

MnS晶胞坐标系中，a点硫原子坐标为(1,∣,J),b点镒原子坐标为(0,0),则C点镒原

子坐标为。

3.［广东2021∙20,14分］很多含疏基(一SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例

如，解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物H。

CH

CH-SHI,CH-SH()

2H2

C-Il

CH-SH—H—CH-SHCH3-S-OH

ICI

CH-OH,CH-SONa

2Z,23

∏IV

(i)基态硫原子价电子排布式为

(2)HzS'CH4、H2O的沸点由高到低顺序为.

(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第.周期第HB族。

(4)化合物HI也是一种汞解毒剂。化合物IV是一种强酸。下列说法正确的有.

A.在I中S原子采取sp3杂化

B.在∏中S元素的电负性最大

C.在ΠI中C-C-C键角是180°

D.在山中存在离子键与共价键

E.在IV中硫氧键的键能均相等

(5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物HI相比,

水溶性较好的是.

(6)理论计算预测，由汞(Hg)、错(Ge)、睇(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体

材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图甲所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

①图乙为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞

单元，理由是O

②图丙为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为；该晶胞中粒

子个数比Hg：Ge：Sb=。

③设X的最简式的式量为Mr,则X晶体的密度为g∙cπ√3(列出算式)。

4.［山东2021•16,12分］非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问

题：

(1)基态F原子核外电子的运动状态有一种。

(2)0、F、Cl电负性由大到小的顺序为；OF2分子的空间构型为;OF2

的熔、沸点(填"高于”或"低于”)C12O,原因是

(3)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF?室温下易升华。XeFz中心原子的价

层电子对数为，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是(填标号)。

A.spB.sp2C.sp3D.sp3d

(4)XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示。

晶胞棱边夹角均为90。，该晶胞中有个XeFz分子。以晶胞参数为单位长度建立

的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为

出。已知Xe—F键长为rpm,则B点原子的分数坐标为,晶胞中A、B间

距离d=pm。

5.［全国II2018∙35,15分］硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示:

HSFeSSOSOHSO

2S822324

熔点/工-85.5115.2>600-75.516.810.3

沸点/工-60.3444.6(分解)-10.()45.0337.0

回答下列问题：

(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为,基态S原子电子占据最

高能级的电子云轮廓图为形.

(2)根据价层电子对互斥理论，H2SʌSo2、SCh的气态分子中，中心原子价层电子对数不

同于其他分子的是。

(3)图甲为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为

(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为形，其中共价键的类

型有种；固体三氧化硫中存在如图乙所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道

类型为O

(5)FeS2晶体的晶胞如图丙所示。晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常

数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为g∙cm-3;晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正

八面体的体心，该正八面体的边长为nm0

6.［全国乙2021-35,15分］过渡金属元素铭(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和

国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：

(1)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是(填标号)。

A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为［Ar］3d54s∣

B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动

C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

(2)三价铝离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的

原子是,中心离子的配位数为。

(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PEh的空间结构和相应的键角如

图甲所示。

PH3中P的杂化类型是。NH3的沸点比PH3的,原因是

______________________________________________________。H?O的键角小于NE的，分析

原因：。

(4)在金属材料中添加AIer2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AICr2具

有体心四方结构，如图乙所示。处于顶角位置的是原子。设Cr和Al原子半径分别

为rcr和加，则金属原子空间占有率为%(列出计算表达式)。

乙

7.[全国m2018∙35,15分]锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下

列问题：

(I)Zn原子核外电子排布式为

⑵黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能

∕∣(Zn)∕∣(CU)(填“大于”或“小于”)。原因是

(3)ZnF2具有较高的熔点(872°C),其化学键类型是；ZnF2不溶于有机溶剂而

ZnCl2、ZnBr2、ZnL能够溶于乙醇、乙醛等有机溶剂，原因是

(4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCo3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面

创伤。ZnCo3中，阴离子空间构型为，C原子的杂化形式为

(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为。六棱柱底边

边长为αcm,高为CCm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为gvmɜ(列出

计算式)。

考点5其他材料类

1.［全国甲2022∙35,15分］2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽

转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2=CH2)与

四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：

(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为。

(2)图a、b、C分别表示C、N、O和F的逐级电离能/变化趋势(纵坐标的标度不同)。第

一电离能的变化图是(填标号)，判断的根据是

___________________________________________________;第三电离能的变化图是

(填标号)。

(3)固态氟化氢中存在(HF%形式，i®Ml(HF)3的链状结构。

(4)CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为和；聚四氟乙

烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因______________________________

(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是

:若该立方晶胞参数为apm,正负离子的核间距最小为pmO

2∙［湖南2022∙18,15分］铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材

料等领域有广泛应用。回答下列问题：

(1)乙烷硒咻(EthaSelen)是一种抗癌新药，其结构式如下:

①基态Se原子的核外电子排布式为［Ar］；

②该新药分子中有种不同化学环境的C原子；

③比较键角大小：气态SeCh分子SeCh2-离子(填“>”“<”或“=”)，原因

⅛___________________________________________________________________________

(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:

①富马酸分子中σ键与兀键的数目比为；

②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为。

(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2,将

N'一转化为NH?一,反应过程如图所示：

①产物中N原子的杂化轨道类型为；

②与NHz一互为等电子体的一种分子为(填化学式)。

(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和孙平面投影分别如图所示:

①该超导材料的最简化学式为;

②Fe原子的配位数为；

③该晶胞参数α=b=0.4nm、c=1.4nm。阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度

为g∙cn√3(列出计算式)。

3.［重庆2021∙18,15分］三磷酸腺甘(ATP)和活性氧类(如H2O2和。2一等)可在细胞代谢

过程中产生。

(I)ATP的分子式为CIOHI6N5O13P3，其中电负性最大的元素是，基态N原子的

电子排布图为c

(2)H2O2分子的氧原子的杂化轨道类型为;H2O2和H2O能以任意比例互溶的原

因是O

(3)Ch分子的立体构型为。根据下表数据判断氧原子之间的共价键最稳定的粒子

是o

粒子-

O2O2O3

键长∕pm121126128

(4)研究发现纳米CeO2可催化O?一分解。CeO2晶体属于立方CaF2型，晶胞结构如图所

ZJSo

anm

①阿伏加德罗常数的值为NA,CeO2相对分子质量为M，晶体密度为pg∙cm3,其晶胞

边长的计算表达式为a=nm„

②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,称作原子分数坐标。

A离子的坐标为(O,ɪɪ),则B离子的坐标为o

③纳米CeCh中位于晶粒表面的Ce，+能发挥催化作用。在边长为加nm的立方体晶粒中

位于表面的Ce，+最多有个。

4.［全国甲2021∙35,14分］我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形

象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将

二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：

(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为；

单晶硅的晶体类型为。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为

oSiCl4可发生水解反应，机理如下：

含s、p、d轨道的杂化

含s、p、d轨道的杂化类型有①dsp2、②sp3tk③sp3d2,中间体SiCI4(H2O)中Si采取的杂

化类型为(填标号)。

(2)CO2分子中存在________个σ键和个π键。

(3)甲醉的沸点(64.7℃)介于水(IOo℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之间，其原因是

(4)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnOZZrO2

固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4*离子在晶胞中的配位数是,晶胞参数为apm、

apm、CPm,该晶体密度为g∙cm_3

(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnZrJO”

则y=(用X表达)。

O0OZr

5.［全国川2020∙35,15分］氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的

固体储氢材料P回答下列问题：

(I)H,B、N中，原子半径最大的是0根据对角线规则，B的一些化学性质与元

素的相似。

(2)NH3BH3分子中，N—B化学键称为键，其电子对由提供。氨硼烷在

催化剂作用下水解释放氧气：

+3

3NH3BH3+6H2O=3NH4+B3θ6^+9H2

O

I

B

/X

OO

II

BB

-

、O

B3CV-的结构为O在该反应中，B原子的杂化轨道类型由变为

(3)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(H，+),与B原子相连的H呈负电性(H"

一)，电负性大小顺序是。

与NH3BH3原子总数相等的等电子体是(写分子式)，其熔点比

NH3BH3(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在____________，也

称“双氢键”。

(4)研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为αpm、bpm.

cpm,a=β-γ-90°^氨硼烷的2×2X2超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度p—

g∙cπΓ3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。

6.[全国I2019∙35,15分]在普通铝中加入少量CU和Mg后，形成一种称为拉维斯相的

MgCU2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，

是制造飞机的主要材料。回答下列问题：

(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。

①@

3s3s

A.[Ne]B.[Ne]

①①①

3s3p3n

C.[Ne]D.[Ne]

(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是

。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是

,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高

的是(填“Mg2+”或“CM+”)。

(3)一些氧化物的熔点如下表所示：

氧化物P4O6

Li2OMgOSO2

熔点/℃1570280023.8-75.5

解释表中氧化物之间熔点差异的原因

(4)图甲是MgCU2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空

隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图乙是沿立方格子对角面取得的截图。可见，CU原子